DE69112221T2

DE69112221T2 - Spritzgiessform.

Info

Publication number: DE69112221T2
Application number: DE69112221T
Authority: DE
Inventors: Juerg Frei
Original assignee: GPT Axxicon BV
Current assignee: GPT Axxicon BV
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2011-11-09
Also published as: AU655443B2; EP0556266B1; CN1038235C; AU8918391A; RU2072918C1; US5324190A; KR0184241B1; CA2095011A1; JPH04176619A; ATE126473T1; JPH0710546B2; DE69112221D1; HK198296A; EP0556266A1; CZ84193A3; ES2075473T3; WO1992008597A1; CZ286809B6; CN1072369A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgußform zur Herstellung scheibenförmiger Plastikgegenstände, die ein zentrales Loch aufweisen, wobei die Form die folgenden Teile umfaßt:
- einen ersten Formteil;
- einen zweiten Formteil, der relativ zu dem ersten Formteil durch eine erste Verschiebevorrichtung versetzbar ist;
- wobei die beiden Formteile zwischen einer geschlossenen ersten Stellung, in der sie zusammen einen Formhohlraum begrenzen, der der Gestalt des herzustellenden Gegenstandes entspricht, und einer zweiten Öffnungsstellung verschiebbar sind, in der ein fertiger Gegenstand entnommen werden kann;
- einen dritten Formteil, der in der Schließstellung von erstem und zweitem Formteil durch den hierdurch definierten Formhohlraum hindurchsteht und in dem Bereich dieses Hohlraums eine Form besitzt, die der Form des zentralen Loches entspricht, wobei dieser dritte Formteil axial mittels einer zweiten Verschiebevorrichtung durch eine einen Abschnitt des ersten Formteils bildende Führungshülse zwischen einer ersten Stellung, in der er teilweise eine Begrenzung des Formhohlraumes bildet, und einer zweiten zurückgezogenen Stellung versetzbar ist; und
- wobei der dritte Formteil einen Kanal bildet, der am freien äußeren Ende mit einer Einspritzdüse einer Spritzgußmaschine verbindbar ist und der an der anderen Seite mit einem Spritzgußeinlaß im Bereich des Formhohlraumes in der ersten Stellung von erstem und zweitem Formteil und der ersten Stellung des dritten Formteils in Verbindung steht, während der Kanal in der zweiten Stellung des dritten Formteils der Innenwand der Führungshülse anliegt;
- Heizeinrichtungen, um das Plastikmaterial im Kanal im plastischen Zustand zu halten.
Eine solche Spritzgußform ist aus der EP-A-0 075 043 bekannt.
Gemäß diesem bekannten Stand der Technik besitzt der dritte Formteil im Bereich des Formhohlraumes während der Bewegung des dritten Formteils von seiner ersten in die zweite Stellung eine zylindrische Gestalt. Infolge dieser Gestalt befindet sich während der Versetzung des dritten Formteils die zylindrische Außenwand dieses dritten Formteils in mechanischer Berührung mit der Innenwand des zentralen Lochs des erzeugten Gegenstandes, während der dritte Formteil versetzt wird. Dies ist im Hinblick auf eine korrekte und genaue Form des Mittelloches nachteilig.
Im Hinblick auf den oben erwähnten Nachteil des Standes der Technik schafft die Erfindung eine Spritzgußform der in der Präambel des Anspruchs 1 genannten Gattung, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der dritte Formteil eine Freigabeform im Bereich des Formhohlraumes besitzt, während sich der dritte Formteil von der ersten Stellung nach der zweiten Stellung bewegt.
Bekannte Formen besitzen eine Ausstoßvorrichtung, um den zentralen Einguß eines hergestellten Gegenstandes auszuwerfen, nachdem dieser ausgestanzt ist. Innerhalb des Rahmens der Erfindung kann von einer solchen bestehenden Ausbildung Gebrauch gemacht werden. Zu diesem Zweck schafft die Erfindung eine Form der erwähnten Bauart, mit dem Merkmal, daß die zweite Verschiebevorrichtung einen Auswerfer besitzt, der sich durch den zweiten Formteil erstreckt.
Eine sehr gute Qualität des Plastikgegenstandes wird in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel gewährleistet, bei dem der Einspritzeinlaß aus mehreren Einspritzeinlaßöffnungen besteht, die in einer bestimmten Anordnung vorgesehen sind.
Ein vollständig homogenes Einströmmuster des erhitzten Plastikmaterials in den Formhohlraum wird bei einem Ausführungsbeispiel gewährleistet, welches das Merkmal aufweist, daß der Einspritzeinlaß als Einspritzeinlaßöffnung ausgebildet ist, die um den gesamten Umfang des dritten Formteils herum verläuft.
Es ist wichtig zu gewährleisten, daß im zurückgezogenen, nicht betriebsmäßigen Zustand des dritten Formteils das Plastikmaterial, welches im Kanal befindlich ist, nicht abgekühlt wird. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung vorzugsweise das Charakteristikum auf, daß der dritte Formteil ein erstes Heizelement aufweist.
Zur Erzeugung eines bestmöglichen Strömungsmusters und zur Erzielung einer homogenen Erhitzung des Plastikmaterials im dritten Formteil kann das spezielle Merkmal benutzt werden, gemäß welchem der dritte Formteil in seiner Bewegungsrichtung langgestreckt ist, daß sich der Kanal in Längsrichtung erstreckt und über einen beträchtlichen Teil seiner Länge nach dem Einspritzeinlaß hin die Form einer zylindrischen Hülse besitzt, und daß das erste Heizelement innerhalb dieser zylindrischen Hülse sitzt.
Eine einfache Herstellung des dritten Formteils wird bei einem Ausführungsbeispiel gewährleistet, welches die Charakteristik besitzt, daß der zylinderhülsenartige Abschnitt des Kanals durch eine äußere Hülse und eine innere Hülse gebunden wird, wobei diese Hülsen durch Abstandshalter relativ zueinander positioniert sind.
Gemäß einer weiteren Abwandlung besitzt die Vorrichtung das Merkmal, daß in dem ersten Formteil ein zweites Heizelement untergebracht ist, welches den dritten Formteil umgibt.
Damit der erste Formteil bei diesem Ausführungsbeispiel nicht unnötigerweise erwärmt wird und um die verfügbare Wärme so weit als möglich auf den dritten Formteil zu konzentrieren, kann die Vorrichtung das Merkmal aufweisen, daß das zweite Heizelement thermisch von dem ersten Formteil isoliert ist.
Um den geformten Plastikgegenstand zu entfernen, kann man Öffnungen benutzen, die an einer der flachen Wände des Formhohlraumes hervorbrechen, um Druckgas hindurchzuleiten und um einen geformten Gegenstand in der zweiten Stellung von erstem und zweitem Formteil zu entfernen. In diesem Zusammenhang muß man die Tatsache berücksichtigen, daß es üblich ist, einen getrennten Einsatz, der allgemein als Stempel bezeichnet wird, zu benutzen, auf welchem die Information in Negativform vorhanden ist. Dieser Stempel in Gestalt einer Nickelscheibe ist an einer flachen Stirnwand des scheibenförmigen Formhohlraums durch bekannte Mittel festgelegt. Die Ausblasöffnungen brechen wie erwähnt an der anderen Wand des Formhohlraums hervor.
Um die Strömungseigenschaften des Kanals noch weiter zu verbessern, kann die Vorrichtung bei einem speziellen Ausführungsbeispiel das Merkmal aufweisen, daß die Wände des Kanals mit einer wärmefesten Haftverhinderungsschicht versehen sind.
Nunmehr wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 teilweise im Querschnitt und teilweise abgebrochen in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemäße Spritzgußform in jener Phase, in der Plastikmaterial zur Erzeugung eines scheibenförmigen Informationsträgers eingespritzt wird,
Fig. 2 eine weitere Arbeitsstellung der Form nach Fig. 1, wobei der dritte Formteil in zurückgezogener Stellung liegt,
Fig. 3 die Phase, in der die Form geöffnet wird, um einen hergestellten Plastikgegenstand herauszunehmen,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des zentralen Heizelementes gemäß den vorhergehenden Figuren, und
Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene und teilweise perspektivische Ansicht des zylinderhülsenartigen Heizelementes gemäß den Fig. 1 bis 3.
Die Figuren zeigen eine Spritzgußform 1 zur Herstellung eines scheibenförmigen Informationsträgers 2, der ein zentrales Loch 3 aufweist. Die Spritzgußform 1 weist einen ersten Formteil 4 und einen zweiten Formteil 5 auf, der relativ zu diesem ersten Formteil 4 durch eine (nicht dargestellte) Verschiebevorrichtung versetzbar ist, wobei die beiden Formteile 4, 5 zwischen einer geschlossenen ersten Stellung gemäß Fig. 1, in der sie zusammen teilweise einen scheibenförmigen Formhohlraum 6 entsprechend der Form des herzustellenden Informationsträgers 2 umschließen, und einer offenen zweiten Stellung versetzbar sind, die in Fig. 3 dargestellt ist und in der der hergestellte Informationsträger 2 herausgenommen werden kann; weiter umfaßt die Spritzgußform einen dritten Formteil 7, der sich in Schließstellung gemäß Fig. 1 durch den Formhohlraum 6 erstreckt, der durch die Formteile 4, 5 definiert ist, und im Bereich des Formhohlraumes 6 eine Gestalt besitzt, die der Form des zentralen Loches 3 entspricht, wobei der dritte Formteil 7 axial mit den Formteilen 4, 5 durch einen Auswerfer 8 mittels einer Führungshülse 9 versetzbar ist, die einen Teil des ersten Formteils 4 bildet. Die Versetzung erfolgt zwischen der ersten Stellung gemäß Fig. 1, in der teilweise der Formhohlraum 6 begrenzt wird, und einer zweiten zurückgezogenen Stellung gemäß Fig. 2, wobei der dritte Formteil mit einem zylinderhülsenartigen Kanal 10 verbunden ist, der an dem freien äußeren Ende 11 mit der Einspritzdüse 12 einer Spritzgußmaschine verbunden ist und am anderen Ende mit einer ringförmigen Einspritzeinlaßöffnung 13 mit dem Bereich des Formhohlraumes 6 in der ersten Stellung gemäß Fig. 1 von erstem und zweitem Formteil 4, 5 und der ersten Stellung des dritten Formteils 7 in Verbindung steht, während in der zweiten Stellung des dritten Formteils 7 ein Anstoßen an die Innenwand der Führungshülse 9 erfolgt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist; eine später beschriebene Heizeinrichtung hält das im Kanal 10 befindliche Plastikmaterial in plastischem Zustand.
Der zylinderhülsenartige Kanal 10 wird durch einen zylinderförmigen Kern 14 begrenzt, in dem ein langgestrecktes Heizelement 15 angeordnet ist, und darum herum erstreckt sich eine Hülse 16. Der Kern 14 und die Hülse 16 werden in ihrem gegenseitigen Abstand durch Abstandshalter 17 gehalten. An der Oberseite des Kerns 14 befindet sich eine koaxiale zentrale Bohrung 18, die über Bohrungen 19 das Plastikmaterial transportieren kann, welches von der Einspritzdüse 12 über das freie Ende 11 und den Kanal 10 nach der ringförmigen Einspritzeinlaßöffnung 13 geführt wird, um in den Formhohlraum 6 eingespritzt zu werden.
Unter der Einspritzeinlaßöffnung 13 besitzt der Kern 14 und mit diesem die Außenwand des dritten Formteils 7 eine sehr gering konisch ausgebildete verjüngte Gestalt, die dazu dient, den Informationsträger auf einfache Weise freizugeben. In den Figuren ist die konische Gestalt der Übersichtlichkeit wegen übertrieben dargestellt.
Eine Zugriffsöffnung 21, die durch einen Gewindestopfen 20 verschließbar ist, dient dazu, das zentrale Heizelement 15 zugänglich zu machen.
In dem Raum 22 um den dritten Formteil 7 herum befindet sich ein zylinderhülsenartiges Heizelement 23, welches die Hitze auf den dritten Formteil 7 über die Führungshülse 9 überträgt, um das darin befindliche Plastikmaterial in plastischem Zustand zu halten. Das Heizelement 23 und die Führungshülse 9 werden an der Unterseite durch einen abriebfesten Trägerring 24 aus wärmeisolierendem nichtfaserförmigem Material abgestützt, beispielsweise einen Trägerring aus Keramikmaterial, aus Titan oder aus Plastikmaterial. An der Oberseite wird die Führungshülse durch einen abriebfesten druckfesten Führungsring 25 getragen.
In gleicher Weise ist ein Heizelement 27 um einen Verbindungsblock 26 zwischen dem Kern 14 und der Einspritzdüse 12 gelegt.
Die Verbindungsdrähte nach den verschiedenen Heizelementen sind allgemein mit 28 bezeichnet. Diese Verbindungsdrähte sind an eine geeignete Spannungsquelle angeschlossen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich ein Stempel 29 auf der flachen Wand des Formhohlraumes 6, der einen Abschnitt des zweiten Formteils 5 bildet. Dieser Stempel wird durch bekannte, nicht dargestellte, Mittel in seiner Lage gehalten. Diese Mittel können gebildet werden durch einen Unterdruck, durch Magnetkräfte oder durch mechanische Festlegemittel. Um einen hergestellten Plastikgegenstand zu entnehmen, sind Öffnungen vorgesehen, um Luft 30 einzublasen. Diese Öffnungen sind über Leitungen 31 an selektiv erregbare Druckluftquellen (nicht dargestellt) angeschlossen.
In der Zeichnung sind verschiedene Konstruktionseinzelheiten dargestellt, beispielsweise ein Ring 32, der über Bolzen 33 am ersten Formteil 4 festgelegt ist und dazu dient, Führungsring und Trägerring 25 an Ort und Stelle zu halten.
Der erste Formteil 1 ist relativ zur Einspritzdüse 12 versetzbar. Zu diesem Zweck wird ein Führungsring 34 gleitbar im Rahmenteil 35 geführt.
In der in Fig. 1 dargestellten Situation befindet sich die Form 4, 5, 7 in ihrem Arbeitszustand, in dem Plastikmaterial in den Formhohlraum 6 eingespritzt wird.
In der in Fig. 2 dargestellten Situation ist der dritte Formteil 7 in eine zurückgezogene Stellung überführt, indem der Auswerfer 8 betätigt wird, wobei die Einspritzeinlaßöffnung 13 durch die Innenwand der Hülse 16 blockiert ist.
In der darauffolgenden Phase gemäß Fig. 3 werden die Formteile 4 und 5 voneinander getrennt, so daß der Formhohlraum 6 zum Zwecke der Entnahme des hergestellten Informationsträgers 2 zugänglich wird.
Durch die Öffnung 30 wird Luft eingeblasen, um diesen Informationsträger 2 zu entfernen.
Es ist klar, daß alle bekannten und geeigneten Mittel für die Verschiebevorrichtung benutzt werden können, die die relative Versetzung der verschiedenen Formteile bewirken. So können Pneumatikzylinder oder Hydraulikzylinder Anwendung finden, während zum Zurückziehen des dritten Formteils 7 aus seiner Stellung gemäß Fig. 1 in die Stellung gemäß Fig. 2 der Auswerfer 8 nicht notwendigerweise benutzt werden muß, aber es kann beispielsweise ein unter Druck stehendes Medium in den Raum 37 eingeführt werden, der durch den ersten Formteil 4, den Rahmenteil 35, den versetzbaren Trägerring 34 und den dritten Formteil 7 mit dem Verbindungsblock 26 begrenzt wird. Infolge der dadurch auftretenden Druckkraft kann eine Relativbewegung des Trägerrings 34 stattfinden, wodurch dieser aus der Stellung gemäß Fig. 1 herausbewegt wird und dabei mit sich den dritten Formteil 7 bewegt.
Die innere Oberfläche der Bohrungen 18 und 19 und der Kanal 10 sind mit einer hitzebeständigen Überzugsschicht versehen, die eine Adhäsion des erhitzten Plastikmaterials verhindert.
Fig. 4 zeigt das Heizelement 15 im einzelnen. Dieses Heizelement weist einen zylindrischen Körper 38 auf, der aus Keramikmaterial besteht und zu einer runden Form geschliffen ist. Der Körper 38 ist am Boden mit einer ausgehärteten Formmasse 39 abgeschlossen, die aus Al&sub2;O&sub3; besteht.
Ein Heizdraht 40 ist schraubenlinienförmig innerhalb des Körpers 38 aufgewickelt, und dieser Heizdraht steht über Zuführungsdrähte 28 mit einer Spannungsquelle in Verbindung. Am Boden steht von der Formmasse 39 ein Thermoelement 41 vor, das mit Verbindungsdrähten 42 versehen ist und dazu dient, die Stromzufuhr durch die Drähte 28 zu steuern, damit die Temperatur innerhalb vorbestimmter Grenzwerte konstant gehalten wird.
Der Heizdraht ist in Al&sub2;O&sub3; eingebettet.
Die Drähte 28 sind durch temperaturbeständige Hüllen mit Glasfasern isoliert.
Fig. 5 zeigt das Heizelement 23. Dieses besteht aus einem zylinderhülsenartigen Körper 43, in dem Heizwicklungen 45 in Kanälen 44 angeordnet sind, die in Längsrichtung verlaufen, wobei diese Heizwicklungen 45 in Reihe geschaltet sind, und die Heizwicklungen 45 erhalten ihre Spannung über Drähte 28, die mit einer temperaturbeständigen Umhüllung mit Glasfasern isoliert sind.

Claims

1. Spritzgußform (1) zur Herstellung scheibenförmiger Plastikgegenstände (2), die mit einem zentralen Loch (3) versehen sind, wobei die Spritzgußform folgende Teile aufweist:

- einen ersten Formteil (4);

- einen zweiten Formteil (5), der relativ zu dem ersten Formteil (4) durch eine erste Verschiebevorrichtung versetzbar ist;

- wobei die beiden Formteile (4, 5) zwischen einer ersten Schließstellung, in der sie zusammen teilweise einen Formhohlraum (6) umschließen, der der Gestalt des herzustellenden Gegenstandes (2) entspricht, und einer zweiten Öffnungsstellung verschiebbar sind, in der ein ausgeformter Gegenstand (2) entnommen werden kann;

- einen dritten Formteil (7), der sich in Schließstellung von erstem und zweitem Formteil (4, 5) durch den hierdurch definierten Formhohlraum erstreckt und im Bereich des Formhohlraumes (6) eine Form hat, die der Form des zentralen Loches (3) entspricht, wobei der dritte Formteil (7) axial durch eine zweite Verschiebevorrichtung (8) mittels einer einen Abschnitt des ersten Formteils (4) bildenden Führungshülse (9) zwischen einer ersten Stellung, in der teilweise der Formhohlraum (6) begrenzt wird, und einer zweiten zurückgezogenen Stellung verschiebbar ist; und

- wobei der dritte Formteil (7) einen Kanal (10) bildet, der am freien äußeren Ende (11) mit einer Einspritzdüse (12) einer Spritzgußmaschine in Verbindung steht, während das andere Ende des Kanals mit einem Einspritzeinlaß (13) im Bereich des Formhohlraumes in der ersten Stellung von erstem und zweitem Formteil (4, 5) und der ersten Stellung des dritten Formteils (7) in Verbindung steht, während in der zweiten Stellung des dritten Formteils (7) der Kanal durch die Innenwand der Führungshülse (9) abgesperrt ist;

- Heizeinrichtungen, um das im Kanal befindliche Plastikmaterial in plastischem Zustand zu erhalten,

dadurch gekennzeichnet,

daß der dritte Formteil (7) im Bereich des Formhohlraumes eine sich verjüngende Gestalt besitzt, um während der Bewegung des dritten Formteils (7) aus der ersten in die zweite Stellung eine Freigabe zu bewirken.

2. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verschiebevorrichtung einen Auswerfer (8) aufweist, der sich durch den zweiten Formteil (5) erstreckt.

3. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzeinlaß (13) aus mehreren umfangsmäßig angeordneten Einspritzeinlaßöffnungen besteht.

4. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzeinlaß (13) als Einspritzeinlaßöffnung ausgebildet ist, die sich über den gesamten Umfang des dritten Formteils (7) erstreckt.

5. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Formteil (7) ein erstes Heizelement (23) aufweist.

6. Spritzgußform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Formteil (7) in seiner Bewegungsrichtung langgestreckt ist, daß sich der Kanal (10) in Längsrichtung erstreckt und über einen Abschnitt beträchtlicher Länge bis zum Einspritzeinlaß (13) die Gestalt einer Zylinderhülse aufweist, und daß das erste Heizelement (23) innerhalb dieser Zylinderhülse (10) angeordnet ist.

7. Spritzgußform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderhülsenartige Teil des Kanals (10) durch eine äußere Hülse und eine innere Hülse (9) begrenzt ist, und daß diese Hülsen in ihrer Relativstellung durch Abstandshalter fixiert sind.

8. Spritzgußform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Heizelement (27), das den dritten Formteil umschließt, im ersten Formteil (4) angeordnet ist.

9. Spritzgußform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Heizelement (27) thermisch von dem ersten Formteil isoliert ist.

10. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen sich nach einer der flachen Wände des Formhohlraumes hin öffnen, um Druckgas (30) hindurchzuleiten und einen hergestellten Gegenstand (2) in der zweiten Stellung von erstem und zweitem Formteil (4, 5) auszuwerfen.

11. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Kanals (10) mit einer hitzebeständigen Antihaftschicht versehen sind.